Life Cycle Assessment Pabrik Semen PT Holcim Indonesia Tbk. Pabrik Cilacap: Komparasi antara Bahan Bakar Batubara dengan Biomassa | Harjanto | Jurnal Rekayasa Proses 4696 7938 1 PB
51
Jurnal Rekayasa Proses, Vol. 6, No. 2, 2012
Life Cycle Assessment Pabrik Semen
PT Holcim Indonesia Tbk. Pabrik Cilacap:
Komparasi antara Bahan Bakar Batubara dengan Biomassa
Taufan Ratri Harjanto1, Moh. Fahrurrozi 2, I Made Bendiyasa 2
1
Magister Teknik Pengendalian Pencemaran Lingkungan
Jurusan Teknik Kimia Universitas Gadjah Mada
2
Jurusan Teknik Kimia Universitas Gadjah Mada
Abstract
PT. Holcim Indonesia Tbk. Cilacap having capacity of 2.6 million ton/year uses rice husk as alternative fuels.
The utilization of the rice husk will effect the environment. The aim of the study is to evaluate the effects of
biomass utilization to environment using life cycle assessment (LCA) method.
The “cradle to gate” approach was used to evaluate four scenarios of different fuel combinations: (1) 100%
coal, (2) mixed fuel of 90% coal and 10% biomass, (3) mixed fuel of 50% coal and 50% biomass, (4) 100%
biomass as primary fuels in the kiln for 1000 kg cement. Evaluation of environment impact related to each
scenario was using ISO 14040 (2006) that consists of: (1) goal definition and scoping, (2) inventory analysis, (3)
impact assessment, and (4) interpretation.
Results showed by contribution analysis, the scenario 1, 2, 3, and 4, give
2.78 x10-1 Pt, 2.24 x10-1Pt, 1.57
-1
-2
x10 Pt, and 8.50 x10 Pt respectively. It was also found that the global warming, respiratory inorganic and
resources give significant impacts to the environment. It is suggested to replace silica tranportation using train, to
utilize miscanthus giganteus and to grow plants or reforestry.
Keywords: PT Holcim Indonesia Tbk Cilacap Plant, Life Cycle Assessment, Comparative Coal with Biomass.
Abstrak
PT. Holcim Indonesia Tbk. Pabrik Cilacap dengan kapasitas produksi 2,6 juta ton/tahun telah menggunakan
sekam padi sebagai energi alternatif biomassa. Penggantian batubara dengan biomassa akan menimbulkan emisi
dan dampak ke lingkungan. Penelitian ini bertujuan untuk mengevaluasi dampak lingkungan penggunaan
batubara dan biomassa dengan menggunakan metode Life Cycle Assessment (LCA).
Pendekatan cradle to gate digunakan untuk mengevaluasi 4 skenario penggunaan bahan bakar: (1) 100%
batubara, (2) campuran 90% batubara dan 10% biomassa, (3) campuran 50% batubara dan 50% biomassa, (4)
100% biomassa, dengan basis 1000 kg produk semen. Langkah-langkah evaluasi mengacu pada ISO 14040
tahun 2006 yang terdiri dari: (1) pendefinisian tujuan dan ruang lingkup, (2) analisis inventori, (3)
analisis/penakaran dampak, (4) interpretasi.
Hasil analisis kontribusi dampak terhadap lingkungan dengan skenario 1, 2, 3, dan 4 diperoleh nilai
kontribusi total berturut-turut 2,78 x10-1 Pt, 2,24 x10-1Pt, 1,57 x10-1Pt, dan 8,50 x10-2 Pt. Kategori dampak
global warming, respiratory inorganic dan resources merupakan kontributor terbesar dari total dampak terhadap
lingkungan. Analisis perbaikan dan rekomendasi mengurangi dampak yang terjadi yaitu mengganti angkutan
truck pasir silika dengan kereta api, bahan bakar biomassa menggunakan miscanthus giganteus dan melakukan
penghijauan.
Kata kunci : PT Holcim Indonesia Tbk. Pabrik Cilacap, Life Cycle Assessment, Komparasi batubara dengan
biomassa
Pendahuluan
Industri semen berdasarkan European
Commission tahun 2010 adalah industri yang
memerlukan energi panas dan listrik, sehingga
sekitar 40% dari keseluruhan biaya operasional
dihabiskan untuk pengadaan energi (Vito, dkk.,
2011). Bahan bakar fosil, seperti batubara
__________
* Alamat korespondensi: mfrozi@chemeng.ugm.ac.id
dan minyak bumi, secara umum telah digunakan
sebagai sumber energi dalam industri semen.
Untuk
mendukung
pembangunan
yang
berkelanjutan
(sustainable
development)
pemerintah Indonesia telah menyusun kebijakan
energi nasional dengan melakukan pendekatan
yang integral ke semua sektor pembangunan
dengan memperhatikan masalah konservasi dan
daya dukung kapasitas lingkungan. Suatu kajian
perencanaan energi jangka panjang telah
Jurnal Rekayasa Proses, Vol. 6, No. 2, 2012
dilakukan oleh Pemerintah dengan pelaksana
terdiri dari unsur inter departemen (BATAN,
BPPT, Ditjen LPE dan MIGAS, Kementerian
ESDM, BPS, KLH, PT PLN Persero) dengan
bantuan teknis dari perguruan tinggi di Indonesia.
Berdasarkan penelitian dari pihak IPB pada
tahun 2008 (Cahyono dkk., 2008) untuk PT
Holcim Indonesia Tbk. tentang penggantian
bahan bakar batubara dengan bahan bakar lain
khususnya biomassa, akan menimbulkan suatu
permasalahan baru yaitu, berapa besar
konstribusi emisi (gas buang) dan dampak lain
yang dihasilkan oleh penggunaan bahan bakar
alternatif tersebut didalam industri semen. Salah
satu metode yang dapat digunakan untuk
menjawab permasalahan tersebut adalah dengan
metode Life Cycle Assessment / LCA.
Metode Life Cycle Assessment (LCA)
digunakan
untuk
mengevaluasi
dampak
lingkungan penggunaan bahan bakar batubara
dan bahan bakar biomassa pada industri semen.
Industri Semen Holcim Indonesia
PT Holcim Indonesia Tbk. Pabrik Cilacap
merupakan pabrik semen pertama di Jawa
Tengah, yang dikenal sebagai produsen semen
serbaguna (PPC/Portland Pozzolan Cement)
berdasarkan SNI 15-0302-2004. Melonjaknya
harga minyak bumi hingga US$100 per barel dan
konferensi tentang iklim dunia yang berlangsung
di Bali pada akhir tahun 2007 menunjukkan
pentingnya
arti
pembangunan
yang
berkelanjutan. Semua perusahaan Holcim di
seluruh dunia, termasuk yang berada di kawasan
Asia Pasifik, menjadi yang pertama di industri
semen yang melakukan penghematan dan
pemanfaatan energi secara efisien, menekan
penggunaan bahan bakar fosil, serta solusi untuk
mengurangi emisi CO2.
Pabrik semen PT. Holcim Indonesia Tbk.
yang beroperasi di Cilacap memiliki kapasitas
produksi 2,6 juta ton/tahun, perusahaan ini sudah
menggunakan energi alternatif biomassa, salah
satunya sekam padi dari pertanian mulai tahun
2007, sehingga jumlah CO2 per ton yang
dihasilkan dalam kegiatan operasional sehari-hari
berhasil dikurangi hingga 4 persen, sedangkan
konsumsi air bisa ditekan hingga 16 persen. Di
atas lahan milik Holcim, ditanam spesies pohon
yang bisa cepat tumbuh untuk membantu
menyerap CO2 dan pada saatnya nanti, hutan
kayu bakar ini akan dimanfaatkan sebagai
sumber energi terbarukan (Holcim, 2007).
Menurut road map penurunan emisi carbon
yang dibuat IEA (International Energy
52
Association) dan WBCSD (World Business
Council for Sustainable Development) – CSI
(Cement Sustainable Initiatives ) rata-rata energi
alternatif yang digunakan pabrik semen di dunia
pada tahun 2012 adalah sekitar 5 – 10% (World
Business Council for Sustainable Development,
2011). Penggunaan energi alternatif di PT
Holcim IndonesiaTbk. pada tahun 2009 sudah
berhasil mencapai 8,6% dan menghasilkan kirakira 0,72% ton CO2/ton semen (Holcim, 2008).
Dengan komitmen yang kuat perusahaan ini
telah memperoleh sejumlah penghargaan di
dalam negeri untuk berbagai bidang kategori
sehingga tahun 2010, Pabrik Semen Cilacap
ditetapkan oleh Kementerian Negara Lingkungan
Hidup sebagai badan usaha di Indonesia yang
menerima
penghargaan PROPER
Emas,
penghargaan tertinggi dari pemerintah untuk
bidang manajemen limbah dan lingkungan hidup
(Holcim, 2011)
Life Cycle Assessment (LCA)
Life Cycle Analysis (LCA) atau sering juga
disebut Life Cycle Assessment merupakan sebuah
metode berbasis cradle to grave (analisis
keseluruhan siklus dari proses produksi hingga
pengolahan limbah) yang digunakan untuk
mengetahui jumlah energi, biaya, dan dampak
lingkungan yang disebabkan oleh tahapan daur
hidup produk dimulai dari saat pengambilan
bahan baku sampai dengan produk itu selesai
digunakan oleh konsumen. Setiap langkah LCA
dijelaskan dalam standar internasional (ISO
14040, ISO 14041). Langkah ini senantiasa
berulang, di mana tingkat dari detail dan usaha
akan tergantung pada tujuan penelitian (World
Business Council for Sustainable Development,
2002). Langkah-langkah tersebut adalah: (1)
pendefinisian tujuan dan ruang lingkup, (2)
analisis inventori, (3) analisis/penakaran dampak,
(4) interpretasi (ISO 14040, 2006).
Ada empat pilihan utama untuk menentukan
batas-batas sistem yang digunakan berdasarkan
standard ISO 14044 didalam sebuah studi LCA:
(1) Cradle to grave: termasuk bahan dan rantai
produksi energi semua proses dari ekstraksi
bahan baku melalui tahap produksi, transportasi
dan penggunaan hingga produk akhir dalam
siklus hidupnya. (2) Cradle to gate: meliputi
semua proses dari ekstraksi bahan baku melalui
tahap produksi (proses dalam pabrik), digunakan
untuk menentukan dampak lingkungan dari suatu
produksi sebuah produk. (3) Gate to grave:
meliputi proses dari penggunaan pasca produksi
sampai pada
akhir-fase kehidupan siklus
53
Jurnal Rekayasa Proses, Vol. 6, No. 2, 2012
hidupnya, digunakan untuk menentukan dampak
lingkungan dari produk tersebut setelah
meninggalkan pabrik. (4) Gate to gate: meliputi
proses dari tahap produksi saja, digunakan untuk
menentukan dampak lingkungan dari langkah
produksi atau proses (GaBi, 2011).
energi/kelistrikan termasuk didalam bagian
batasan sistem teknis dikarenakan aktifitas dari
transportasi dan kelistrikan akan menghasilkan
dampak terhadap lingkungan secara langsung dan
tidak langsung akibat adanya kegiatan proses
produksi semen.
Didalam
penelitian
ini
menggunakan
pendekatan cradle to gate dengan alasan bahwa
kondisi skenario 1, 2, 3 dan 4 yang dapat
dibandingkan kinerja terhadap lingkungan karena
adanya perbedaan penanganan akibat dari
digunakannya bahan bakar dengan formulasi
yang berbeda adalah proses pengolahan bahan
baku hingga menjadi produk semen. Perhitungan
dalam penelitian ini menggunakan basis 1000 kg
produk semen untuk keempat skenario; (1) Bahan
bakar yang digunakan adalah 100% batubara
dengan faktor rasio clinker sebesar 0,95; (2)
Bahan bakar yang digunakan adalah campuran
90% energi berasal dari batubara dan 10%
berasal dari biomassa sekam padi dengan faktor
rasio clinker sebesar 0,75; (3) Bahan bakar yang
digunakan adalah campuran 50% energi berasal
dari batubara dan 50% berasal dari biomassa
miscanthus giganteus dengan faktor rasio clinker
sebesar 0,75; (4) Bahan bakar yang digunakan
100% biomassa miscanthus giganteus (alangalang raksasa) dengan faktor rasio clinker sebesar
0,75.
Cara Penelitian
Penelitian dilakukan pada bulan Mei –
Agustus 2012 dan mengacu kepada langkah–
langkah studi Life Cycle Assessment berdasarkan
ISO 14040 tahun 2006, yang dibagi menjadi
empat tahap yaitu: (1) tahap identifikasi awal, (2)
tahap pengumpulan data, (3) tahap pengolahan
data dan (4) tahap interpretasi hasil dan
kesimpulan. Pengolahan data pada penelitian ini
untuk evaluasi dampak lingkungan digunakan
software SimaPro versi 7.
Langkah-langkah
penelitian
dijabarkan
didalam Gambar 1 sebagai berikut: (1)
Identifikasi awal, (2) Pengumpulan dan
pengolahan data, (3) Interpretasi dan kesimpulan.
Batasan sistem teknis terdiri dari beberapa
komponen yang ditinjau didalam produksi semen
dari persiapan bahan baku sampai dengan produk
hasil berupa semen serbaguna, yaitu: (1) quarry
yang terletak di Nusakambangan dan Jeruklegi,
(2) raw meal preparation, (3) pyroprocessing, (4)
finish grinding/finish mill. Transportasi dan
Menentukan Tujuan dan Ruang Lingkup
Study Literature
Studi Lapangan
Menentukan Asumsi dan
Batasan Penelitian
Identifikasi Input (Resource)
dan Output (Emisi dan Limbah)
Tahap Identifikasi Awal
Pengambilan Data Langsung
di Lapangan dan Interview
Data Penelitian, Studi
Literature, Database Simapro
Versi 7
Tahap Pengumpulan dan Pengolahan Data
Interpretasi hasil
Kesimpulan dan Rekomendasi
Tahap Interpretasi Hasil dan Kesimpulan
Gambar 1. Alur metodologi penelitian di PT Holcim Indonesia Tbk.
Jurnal Rekayasa Proses, Vol. 6, No. 2, 2012
54
Metode penilaian dampak (LCIA Methode)
berdasarkan ISO 14044, hasil LCI (life cycle
inventory) diklasifikasikan ke dalam kategori
dampak, masing-masing dengan indikator
kategori. Analisis dampak pada penelitian ini
menggunakan metode Impact 2002+ (Jolliet
dkk., 2012).
Hasil dan Pembahasan
Analisis Inventori
Inventori dilakukan berdasarkan input dan
output material didalam sistem. Data Input terdiri
dari: kebutuhan bahan baku, energi/kelistrikan,
air, dan alat transportasi yang digunakan.
Perhitungan berdasarkan pada faktor clinker nya
yang akan diproduksi. Faktor clinker ditetapkan
berdasarkan
pertimbangan
pada
hasil
laboratorium di pabrik dan kebijakan perusahaan
ataupun mengacu pada peraturan pemerintah
yang tertuang dalam Permenprind RI No.12/MIND/PER/1/2012. Kandungan clinker dalam
semen sangat bervariasi. Semen Portland
mengandung clinker hingga 95%. Rasio clinker
rata-rata dunia adalah 78% pada tahun 2006. Dari
segi teknis rasio clinker yang lebih rendah akan
menurunkan emisi. Penurunan rasio clinker
sangat tergantung pada bahan pencampur yang
tersedia, serta peraturan lingkungan yang berlaku
di Indonesia. Bahan pencampur untuk
menggantikan clinker meliputi fly ash, bottom
ash, bahan vulkanis alami dan bahan
cementitious lainnya.
Data output berupa produk semen dan emisi
yang dilepaskan terhadap lingkungan disetiap
prosesnya. Tabel 1 menunjukkan inventori pada
1000 kg produk semen.
Bahan Baku utama dalam proses pembuatan
semen hanya ada 2 yaitu batu kapur dan tanah liat
sebab semua senyawa – senyawa utama dalam
semen berasal dari kedua bahan tersebut. Bila
digunakan bahan lainnya, maka bahan tersebut
hanya sebagai bahan pengoreksi komposisi saja.
Tabel 1. Life cycle inventory untuk 1000 kg produksi semen.
Proses Produksi 1000 kg Semen
Kebutuhan Bahan Baku:
Limestone
Clay
Silica sand
Iron sand
Gypsum
Fly ash
Additive
Kebutuhan Air Pendukung Proses
Kebutuhan Energi Listrik
Kebutuhan Bahan Bakar Cair:
Distillate fuel oil
Residual fuel oil
Kebutuhan Bahan Bakar Padat:
Batubara
Sekam padi
Miscanthus giganteus(alang-alang
raksasa)
Emisi ke udara :
Carbon dioxide
Carbon monoxide
Nitrogen dioxide
Particulates, SPM
Sulfur dioxide
Methane
NMVOC
Emisi ke perairan:
Solved solids
COD, Chemical Oxygen Demand
Suspended solids
BOD5, Biological Oxygen Demand
Organic substances, unspecified
Emisi ke permukaan tanah:
Arsenic
Cadmium
Chromium
Lead
Mercury
Skenario 1
Skenario 2
Skenario 3
Skenario 4
1280 kg
256 kg
48 kg
16 kg
50 kg
0 kg
0 kg
1,87 m3
120,63 kwh
1135,54 kg
160,16 kg
84,14 kg
20,16 kg
50 kg
97,1 kg
102,9 kg
1,65 m3
111,15 kwh
1135,54 kg
160,16 kg
84,14 kg
20,16 kg
50 kg
97,1 kg
102,9 kg
1,61 m3
110 kwh
1135,54 kg
160,16 kg
84,14 kg
20,16 kg
50 kg
97,1 kg
102,9 kg
1,58 m3
108,54
kwh
23,60E-3
m3
5,32E-4 m3
20,50E-3
m3
4,24E-4 m3
19,90E-3
m3
2,25E-4 m3
19,60E-3
m3
2,57E-5 m3
152 kg
0 kg
0 kg
120 kg
23,25 kg
0 kg
60 kg
0 kg
64,30 kg
0 kg
0 kg
128,54 kg
1229,31 kg
1,47 kg
5,15 kg
1,22 kg
1,70 kg
1,28 kg
231,71 g
979,70 kg
1,99 kg
5,16 kg
0,88 kg
0,24 kg
1,00 kg
203,67 g
849,10 kg
1,86 kg
3,45 kg
0,88 kg
0,25 kg
0,52 kg
171,30 g
755,35 kg
1,73 kg
1,32 kg
0,88 kg
0,26 kg
0,03 kg
140,85 g
100,69 g
2,81 g
2,29 g
384,35 mg
245,97 mg
87,07 g
2,41 g
1,98 g
331,72 mg
212,68 mg
83,93 g
2,21 g
1,91 g
316,77 mg
205,02 mg
81,84 g
2,05 g
1,86 g
305,70 mg
199,89 mg
0,152 mg
152 µg
0,76 mg
4,56 mg
76 µg
1,19 mg
620 µg
2,1 mg
4,66 mg
80 µg
1,13 mg
560 µg
1,8 mg
2,7 mg
50 µg
1,07 mg
500 µg
1,5 mg
0,9 mg
20 µg
55
Jurnal Rekayasa Proses, Vol. 6, No. 2, 2012
Tabel 2. Komparasi hasil nilai characterization penggunaan bahan bakar batubara dan biomassa untuk 1000 kg
produksi semen.
Impact category
Carcinogens
Non-carcinogens
Respiratory inorganics
Ionizing radiation
Ozone layer depletion
Respiratory organics
Aquatic ecotoxicity
Terrestrial ecotoxicity
Terrestrial acid/nutri
Land occupation
Aquatic acidification
Aquatic eutrophication
Global warming
Non-renewable energy
Mineral extraction
Unit
kg C2H3Cl eq
kg C2H3Cl eq
kg PM2.5 eq
Bq C-14 eq
kg CFC-11 eq
kg C2H4 eq
kg TEG water
kg TEG soil
kg SO2 eq
m2org.arable
kg SO2 eq
kg PO4 P-lim
kg CO2 eq
MJ primary
MJ surplus
Semen
Skenario 1
3,35E+00
8,86E+00
1,10E+00
0,00E+00
4,36E-06
1,62E-01
1,05E+06
9,03E+02
3,69E+01
0,00E+00
8,07E+00
1,67E-02
1,24E+03
4,79E+03
3,60E-01
Semen
Skenario 2
2,66E+00
7,13E+00
9,38E-01
0,00E+00
3,45E-06
1,32E-01
8,27E+05
5,46E+02
3,43E+01
8,96E-02
6,06E+00
1,32E-02
9,54E+02
3,90E+03
1,21E+00
Semen
Skenario 3
1,35E+00
3,77E+00
6,15E-01
0,00E+00
1,74E-06
1,09E-01
4,15E+05
3,92E+02
2,25E+01
4,96E-02
3,92E+00
6,60E-03
7,42E+02
2,49E+03
1,21E+00
Semen
Skenario 4
1,08E-02
1,38E-01
2,38E-01
0,00E+00
3,26E-08
8,71E-02
1,79E+03
1,34E+01
8,49E+00
9,91E-02
1,48E+00
5,32E-05
5,30E+02
1,09E+03
1,24E+00
Tabel 3. Komparasi damage category penggunaan bahan bakar batubara dan biomassa untuk 1000 kg produksi
semen
Damage category
Human health
Ecosystem quality
Climate change
Resources
Unit
DALY
PDF*m2 *yr
kg CO2 eq
MJ primary
Semen
Skenario 1
8,05E-04
9,80E+01
1,24E+03
4,79E+03
Penilaian Dampak/Impact Assessment
Analisis dampak pada penelitian ini
menggunakan metode Impact 2002+. Analisis
impact assessment terbagi menjadi tiga analisis
yaitu,
analisis
characterization
impact
assessment, damage impact assessment dan
analisis single score impact assessment.
a. Characterization impact assessment
Characterization merupakan penilaian
besarnya substansi yang berkontribusi pada
kategori impact didalam produksi semen
berdasarkan
faktor
karakterisasinya
sebagaimana ditunjukkan pada Tabel 2.
b. Damage impact assessment
Analisis damage impact assessment
digunakan untuk mengevaluasi dampak
kerusakan yang dihasilkan berdasarkan
dampak karakterisasinya. Analisis ini
berguna sebagai bahan pertimbangan dalam
pengambilan keputusan untuk memperbaiki
performa lingkungan. Tabel 3 menunjukkan
kategori kerusakan oleh kegiatan produksi
semen pada berbagai skenario.
Berdasarkan Tabel 3 terdapat beberapa
satuan unit untuk menentukan besaran yang
diakibatkan oleh kerusakan dampak yaitu
DALY, PDF*m2*yr, MJ primary dan kg
CO2eq.
DALY adalah ukuran yang diterima
seseorang dari keseluruhan beban penyakit,
dinyatakan sebagai jumlah tahun yang hilang
Semen
Skenario 2
6,84E-04
8,16E+01
9,54E+02
3,90E+03
Semen
Skenario 3
4,45E-04
4,74E+01
7,42E+02
2,49E+03
Semen
Skenario 4
1,67E-04
9,13E+00
5,30E+02
1,09E+03
akibat gangguan kesehatan cacat, atau
kematian dini. Satu DALY adalah sama
dengan satu tahun dari hidup sehat yang
hilang. Ada 6 kategori karakterisasi dampak
berdasarkan faktor kerusakannya yang
dikelompokkan dalam kategori human health,
yaitu carcinogenic, non carcinogenic,
respiratory inorganic, ionizing radiation,
ozone layer depletion, respiratory organic.
PDF*m2*yr
adalah
bagian
dari
spesies/ekosistem yang berpotensi hilang per
m2 per tahun, merupakan suatu unit yang
digunakan untuk mengukur dampak terhadap
suatu ekosistem. Satu PDF*m2*yr adalah
sama dengan kerusakan spesies atau
ekosistem seluas 1 m2 di permukaan bumi
dalam 1 tahun. Kategori karakterisasi dampak
yang
dikelompokkan
dalam
kategori
ecosystem quality adalah: aquatic ecotoxicity,
terrestrial ecotoxicity, terrestrial acid/nutri,
dan land occupation.
Kg CO2eq digunakan sebagai satuan unit
dari kategori karakterisasi dampak global
warming, dan efek yang ditimbulkan adalah
perubahan iklim secara global.
MJ primary adalah jumlah energi dasar
yang dibutuhkan untuk mengekstraksi suatu
sumber daya alam. Kategori karakterisasi
dampak yang memiliki satuan unit MJ
primary adalah non renewable energy dan
mineral extraction. Keduanya berhubungan
Jurnal Rekayasa Proses, Vol. 6, No. 2, 2012
56
erat dengan sumber daya alam yang
diekploitasi dan energi yang dikeluarkannya.
c. Single score impact assessment
Metode
yang
diterapkan
didalam
penentuan single score adalah dengan skala
kontribusi urutan nilai tertinggi yang
berpengaruh pada keempat skenario produksi
semen terhadap faktor kerusakan berdasarkan
Impact 2002+. Hasil yang diperoleh disajikan
didalam Gambar 2.
Dari hasil single score kontribusi dampak
terhadap lingkungan pada produksi semen
dengan skenario 1, 2, 3, dan 4 didapatkan nilai
kontribusi total berturut-turut: 2,78 x10-1 Pt,
2,24 x10-1Pt, 1,57 x10-1Pt, and 8,50 x10-2 Pt.
Kontribusi terbesar berpengaruh terhadap efek
global warming, respiratory inorganic, dan
non renewable energy/resources.
Interpretasi
Interpretasi adalah langkah terakhir dalam
tahapan LCA sebelum membuat keputusan dan
rencana
tindakan.
Didalam
melakukan
interpretasi untuk menentukan isu-isu penting
lingkungan, metode analisis yang dapat
dilakukan adalah dengan metode pendekatan
analisis kontribusi yang bertujuan untuk
mengidentifikasi data yang memiliki kontribusi
terbesar terhadap hasil indikator dampak.
Disamping itu pula dipakai metode analisis
perbaikan hasil.
a. Analisis Kontribusi
Analisis kontribusi digunakan dengan tujuan
untuk mengetahui proses atau tahap didalam
jejaring proses produksi semen yang memiliki
kontribusi
paling
dominan,
sehingga
pengambilan keputusan dan perbaikan terhadap
sistem menjadi tepat dan efektif sesuai dengan
tujuan penelitian. Tabel 4 menunjukkan
kontribusi dampak terhadap lingkungan pada
tahapan proses/ kegiatan produksi semen dengan
berbagai skenario.
Tabel 4.
Komparasi Kontribusi Dampak Lingkungan
Penggunaan Batubara dan Biomassa untuk
1000 kg Produksi Semen
Proses
Pyroprocessing
Panas Batu Bara
Distillate Fuel Oil
(DFO)
PLN
Truck Pengangkut
Tongkang
Dump Truck
Diesel locomotive
PT.KAI
Semen
Semen
Semen
Semen
Skenario Skenario Skenario Skenario
1
2
3
4
Pt (point)
1,69E-01 1,35E-01 1,04E-01 6,74E-02
8,86E-02 6,99E-02 3,50E-02
8,18E-03 7,10E-03 6,90E-03 6,80E-03
7,01E-03
1,43E-03
1,55E-03
6,96E-04
6,51E-03
2,52E-03
1,24E-03
5,45E-04
6,39E-03
2,52E-03
6,58E-04
5,76E-04
6,32E-03
2,52E-03
7,51E-05
4,42E-04
3,34E-04 4,15E-04 4,15E-04 4,15E-04
b. Analisis Perbaikan
Dari hasil analisis penakaran dampak dan
kontribusi diketahui bahwa permasalahan utama
yang menjadi perhatian untuk direkomendasikan
perbaikan lingkungan adalah penggunaan
batubara pada pyroprocessing dan distillate fuel
oil sebagai bahan bakar alat-alat transportasi.
260
240
220
200
180
160
140
120
100
80
60
40
20
0
Semen Skenario 1
Global warming
Carcinogens
Ionizing radiation
Semen Skenario 2
Respiratory inorganics
Terrestrial ecotoxicity
Aquatic eutrophication
Non-renewable energy
Respiratory organics
Aquatic acidification
Semen Skenario 3
Aquatic ecotoxicity
Mineral extraction
Semen Skenario 4
Non-carcinogens
Ozone layer depletion
Terrestrial acid/nutri
Land occupation
Comparing 1E3 kg 'Semen Skenario 1', 1E3 kg 'Semen Skenario 2', 1E3 kg 'Semen Skenario 3' and 1E3 kg 'Semen Skenario 4'; Method: IMPACT 2002+ V2.05 / IMPACT 2002+ / single score
Gambar 2. Single score penggunaan bahan bakar pada berbagai skenario untuk 1000 kg produksi semen
57
Jurnal Rekayasa Proses, Vol. 6, No. 2, 2012
Penentuan
prioritas
alternatif
perbaikan
lingkungan didasarkan pada beberapa kriteria.
Kriteria tersebut adalah: sarana dan prasarana,
kebijakan internal pabrik/perusahaan, kebijakan
Pemda setempat dan kesadaran masyarakat.
Prioritas pertama adalah transportasi yang
digunakan saat ini untuk mengangkut pasir silika
menggunakan truck dan kereta api. Pasir silika
didapatkan dari Cibadak Sukabumi dan Jatirogo
Rembang. Analisis perbaikan yang dilakukan
dengan mengganti angkutan truck dengan kereta
api sebagai alat angkut pasir silika. Dengan
digantinya angkutan truck pengangkut pasir silika
dengan kereta api dapat menghemat penggunaan
bahan bakar minyak sehingga akan mereduksi
kontribusi dampak terutama pada jalur
transportasi.
Prioritas kedua adalah dengan tanaman
miscanthus giganteus (alang-alang raksasa)
sebagai bahan substitusi batubara. Beberapa
keunggulan dari tanaman ini adalah, dalam 1
hektar menurut Profesor Stephen P. Long dari
University of Illinois tahun 2004 mampu
menghasilkan biomassa 20 ton dan tahan
terhadap cuaca sehingga diperkirakan akan
mampu menyerap CO2 sebesar 569 ton/ha/tahun
(Dahlan, 1992). Tabel 5 berikut memperlihatkan
capaian nilai dampak sebelum dan sesudah
perubahan strategi dengan memberikan nilai
single score yang lebih baik.
Tabel 5. Rekapitulasi
Strategi
Kriteria
Perbaikan
Hasil
Perbaikan
Strategi
Penurunan emisi
melalui penghematan bahan bakar
DFO
Truck sebagai alat
transportasi pasir silika
diganti menggunakan
kereta api
Biomassa yang dipilih
menggunakan miscanthus
Substitusi batubara giganteus (alang-alang
dengan biomassa
raksasa) dengan pembanding sekam padi pada
skenario 3
Mereduksi gas CO 2
yang berada di
Penghijauan
lingkungan
Pemilihan
Reduksi Nilai
terhadap
Lingkungan
3,23E-3 Pt
1,00E-4 Pt
569 ton/
ha/tahun
Kesimpulan
Berdasarkan hasil analisis kontribusi dampak
terhadap lingkungan dengan menggunakan bahan
bakar sesuai dengan skenario 1, 2, 3, dan 4 untuk
menghasilkan 1000 kg semen didapatkan nilai
kontribusi total berturut-turut 2,78 x10-1 Pt, 2,24
x10-1 Pt, 1,57 x10-1 Pt, dan 8,50 x10-2 Pt. Dari
hasil analisis kontribusi tersebut penggunaan
biomassa lebih ramah terhadap lingkungan.
Pada keempat skenario pemakaian bahan
bakar dampak yang paling berpengaruh adalah
global warming, respiratory inorganic dan
resources. Secara umum kontribusi dampak
terhadap lingkungan tertinggi berasal dari tahap
pyroprocessing, kemudian disusul dari alat
transportasi yang digunakan.
Berdasarkan analisis perbaikan, truck sebagai
alat transportasi pengangkut silika diganti dengan
menggunakan kereta api, sehingga terjadi
pengurangan kontribusi nilai sebesar 6,00 x10-4
Pt terhadap impact category global warming,
2,00 x10-3 Pt terhadap impact category
respiratory inorganic dan 6,00 x10-4 Pt terhadap
impact category non renewable energy.
Komparasi penggunaan bahan bakar pada
skenario 3 antara sekam padi dengan miscantus
giganteus terhadap kontribusinya ke lingkungan,
didapatkan bahwa sekam padi memberikan nilai
sebesar 1,59 x10-2 Pt dan miscanthus giganteus
(alang-alang raksasa) sebesar 1,58 x10-2 Pt,
sehingga dengan hasil tersebut penggunaan
miscantus giganteus (alang-alang raksasa)
sebagai bahan bakar substitusi batubara lebih
ramah terhadap lingkungan.
Rekomendasi
Untuk meningkatkan kualitas lingkungan,
hasil dari penelitian berdasarkan analisis
perbaikan maka direkomendasikan: (1) Alat
transportasi pengangkut pasir silika diganti
dengan kereta api untuk mereduksi pencemaran
terhadap lingkungan. (2) Secara bertahap
dilakukan substitusi batubara dengan biomassa.
Penggunaan bahan bakar 50% batubara dan 50%
biomassa adalah yang paling memungkinkan. (3)
Pengembangan biomassa miscanthus giganteus
sebagai bahan susbstitusi batubara perlu
dilakukan kerena miscanthus memiliki potensi
sebagai tanaman khusus bahan bakar non
tanaman pangan, sehingga harga akan cenderung
stabil. (4) Melakukan penghijauan dan revegetasi
di daerah pantai, sebagai investasi biomassa dan
mengurangi pencemaran lingkungan.
Jurnal Rekayasa Proses, Vol. 6, No. 2, 2012
Daftar Pustaka
Cahyono, T. D., Coto, Z., Febriyanto, F., 2008. Aspek
Thermofisis Pemanfaatan Kayu Sebagai Bahan
Bakar Substitusi di Pabrik Semen, Jurnal Ilmu dan
Teknologi Hasil Hutan, Institut Pertanian Bogor.
Curran, M. A., (ed) 1996. Environmental Life Cycle
Assessment, ISBN 0-07-015063-X, McGraw-Hill,
USA.
Dahlan, E. N., 1992. Hutan Kota untuk Peningkatan
Kualitas Lingkungan, APHI, Jakarta.
Departemen Energi dan Sumber Daya Mineral, 2004.
Kebijakan
Energi
Nasional
2003–2020,
Departemen Energi dan Sumber Daya Mineral,
Jakarta.
GaBi, 2011. Handbook for Life Cycle Assessment
(LCA) Using the GaBi Software, PE International,
Leinfelden-Echterdingen Germany.
Holcim Indonesia Tbk. PT., 2007. Confidence
2007Annual Report, Jakarta.
Holcim Indonesia Tbk., PT., 2008. Holcim Group
AFR Policy, Jakarta.
Holcim Indonesia Tbk., PT., 2011. Pembangunan
Berkelanjutan Laporan 2011, Jakarta.
International
Standards
Organization,
2006.
Environmental Management - Life Cycle
Assessment - Principles and Framework ISO
14040, ISO Press.
58
Jolliet, O., Sébastien, H., Schryver, A. D., Manuele,
M., 2012. Impact 2002 + : User Guide Swiss
Federal Institute of Technology Lausanne (EPFL),
Switzerland.
Kementerian Perindustrian, Peraturan Menteri
Perindustrian RI No. 12/M-IND/PER/1/2012: Peta
Panduan (Road Map) Pengurangan Emisi CO2
Industri Semen di Indonesia, Kementrian
Perindustrian, Jakarta.
Vito, A., Dangelico, M. R., Natallicio, A., Yazan M.
D., 2011. Alternative Energy Source in
Manufacturing Cement, Department of Mechanical
and Management Engineering, Politecnico di Bari,
Italy.
World Business Council for Sustainable Development,
2002. What LCA Can Tell Us about the Cement
Industry., Konrad Saur, Five Winds International,
Germany.
World Business Council for Sustainable Development,
2009. Cement Technology Road Map 2009 Carbon
Emission Reductions up to 2050 Geneva,
Switzerland.
World Business Council for Sustainable Development,
2011. CO2 and Energy Accounting and Reporting
Standard for the Cement Industry, Geneva,
Switzerland.
www.miscanthus.uiuc.edu
Jurnal Rekayasa Proses, Vol. 6, No. 2, 2012
Life Cycle Assessment Pabrik Semen
PT Holcim Indonesia Tbk. Pabrik Cilacap:
Komparasi antara Bahan Bakar Batubara dengan Biomassa
Taufan Ratri Harjanto1, Moh. Fahrurrozi 2, I Made Bendiyasa 2
1
Magister Teknik Pengendalian Pencemaran Lingkungan
Jurusan Teknik Kimia Universitas Gadjah Mada
2
Jurusan Teknik Kimia Universitas Gadjah Mada
Abstract
PT. Holcim Indonesia Tbk. Cilacap having capacity of 2.6 million ton/year uses rice husk as alternative fuels.
The utilization of the rice husk will effect the environment. The aim of the study is to evaluate the effects of
biomass utilization to environment using life cycle assessment (LCA) method.
The “cradle to gate” approach was used to evaluate four scenarios of different fuel combinations: (1) 100%
coal, (2) mixed fuel of 90% coal and 10% biomass, (3) mixed fuel of 50% coal and 50% biomass, (4) 100%
biomass as primary fuels in the kiln for 1000 kg cement. Evaluation of environment impact related to each
scenario was using ISO 14040 (2006) that consists of: (1) goal definition and scoping, (2) inventory analysis, (3)
impact assessment, and (4) interpretation.
Results showed by contribution analysis, the scenario 1, 2, 3, and 4, give
2.78 x10-1 Pt, 2.24 x10-1Pt, 1.57
-1
-2
x10 Pt, and 8.50 x10 Pt respectively. It was also found that the global warming, respiratory inorganic and
resources give significant impacts to the environment. It is suggested to replace silica tranportation using train, to
utilize miscanthus giganteus and to grow plants or reforestry.
Keywords: PT Holcim Indonesia Tbk Cilacap Plant, Life Cycle Assessment, Comparative Coal with Biomass.
Abstrak
PT. Holcim Indonesia Tbk. Pabrik Cilacap dengan kapasitas produksi 2,6 juta ton/tahun telah menggunakan
sekam padi sebagai energi alternatif biomassa. Penggantian batubara dengan biomassa akan menimbulkan emisi
dan dampak ke lingkungan. Penelitian ini bertujuan untuk mengevaluasi dampak lingkungan penggunaan
batubara dan biomassa dengan menggunakan metode Life Cycle Assessment (LCA).
Pendekatan cradle to gate digunakan untuk mengevaluasi 4 skenario penggunaan bahan bakar: (1) 100%
batubara, (2) campuran 90% batubara dan 10% biomassa, (3) campuran 50% batubara dan 50% biomassa, (4)
100% biomassa, dengan basis 1000 kg produk semen. Langkah-langkah evaluasi mengacu pada ISO 14040
tahun 2006 yang terdiri dari: (1) pendefinisian tujuan dan ruang lingkup, (2) analisis inventori, (3)
analisis/penakaran dampak, (4) interpretasi.
Hasil analisis kontribusi dampak terhadap lingkungan dengan skenario 1, 2, 3, dan 4 diperoleh nilai
kontribusi total berturut-turut 2,78 x10-1 Pt, 2,24 x10-1Pt, 1,57 x10-1Pt, dan 8,50 x10-2 Pt. Kategori dampak
global warming, respiratory inorganic dan resources merupakan kontributor terbesar dari total dampak terhadap
lingkungan. Analisis perbaikan dan rekomendasi mengurangi dampak yang terjadi yaitu mengganti angkutan
truck pasir silika dengan kereta api, bahan bakar biomassa menggunakan miscanthus giganteus dan melakukan
penghijauan.
Kata kunci : PT Holcim Indonesia Tbk. Pabrik Cilacap, Life Cycle Assessment, Komparasi batubara dengan
biomassa
Pendahuluan
Industri semen berdasarkan European
Commission tahun 2010 adalah industri yang
memerlukan energi panas dan listrik, sehingga
sekitar 40% dari keseluruhan biaya operasional
dihabiskan untuk pengadaan energi (Vito, dkk.,
2011). Bahan bakar fosil, seperti batubara
__________
* Alamat korespondensi: mfrozi@chemeng.ugm.ac.id
dan minyak bumi, secara umum telah digunakan
sebagai sumber energi dalam industri semen.
Untuk
mendukung
pembangunan
yang
berkelanjutan
(sustainable
development)
pemerintah Indonesia telah menyusun kebijakan
energi nasional dengan melakukan pendekatan
yang integral ke semua sektor pembangunan
dengan memperhatikan masalah konservasi dan
daya dukung kapasitas lingkungan. Suatu kajian
perencanaan energi jangka panjang telah
Jurnal Rekayasa Proses, Vol. 6, No. 2, 2012
dilakukan oleh Pemerintah dengan pelaksana
terdiri dari unsur inter departemen (BATAN,
BPPT, Ditjen LPE dan MIGAS, Kementerian
ESDM, BPS, KLH, PT PLN Persero) dengan
bantuan teknis dari perguruan tinggi di Indonesia.
Berdasarkan penelitian dari pihak IPB pada
tahun 2008 (Cahyono dkk., 2008) untuk PT
Holcim Indonesia Tbk. tentang penggantian
bahan bakar batubara dengan bahan bakar lain
khususnya biomassa, akan menimbulkan suatu
permasalahan baru yaitu, berapa besar
konstribusi emisi (gas buang) dan dampak lain
yang dihasilkan oleh penggunaan bahan bakar
alternatif tersebut didalam industri semen. Salah
satu metode yang dapat digunakan untuk
menjawab permasalahan tersebut adalah dengan
metode Life Cycle Assessment / LCA.
Metode Life Cycle Assessment (LCA)
digunakan
untuk
mengevaluasi
dampak
lingkungan penggunaan bahan bakar batubara
dan bahan bakar biomassa pada industri semen.
Industri Semen Holcim Indonesia
PT Holcim Indonesia Tbk. Pabrik Cilacap
merupakan pabrik semen pertama di Jawa
Tengah, yang dikenal sebagai produsen semen
serbaguna (PPC/Portland Pozzolan Cement)
berdasarkan SNI 15-0302-2004. Melonjaknya
harga minyak bumi hingga US$100 per barel dan
konferensi tentang iklim dunia yang berlangsung
di Bali pada akhir tahun 2007 menunjukkan
pentingnya
arti
pembangunan
yang
berkelanjutan. Semua perusahaan Holcim di
seluruh dunia, termasuk yang berada di kawasan
Asia Pasifik, menjadi yang pertama di industri
semen yang melakukan penghematan dan
pemanfaatan energi secara efisien, menekan
penggunaan bahan bakar fosil, serta solusi untuk
mengurangi emisi CO2.
Pabrik semen PT. Holcim Indonesia Tbk.
yang beroperasi di Cilacap memiliki kapasitas
produksi 2,6 juta ton/tahun, perusahaan ini sudah
menggunakan energi alternatif biomassa, salah
satunya sekam padi dari pertanian mulai tahun
2007, sehingga jumlah CO2 per ton yang
dihasilkan dalam kegiatan operasional sehari-hari
berhasil dikurangi hingga 4 persen, sedangkan
konsumsi air bisa ditekan hingga 16 persen. Di
atas lahan milik Holcim, ditanam spesies pohon
yang bisa cepat tumbuh untuk membantu
menyerap CO2 dan pada saatnya nanti, hutan
kayu bakar ini akan dimanfaatkan sebagai
sumber energi terbarukan (Holcim, 2007).
Menurut road map penurunan emisi carbon
yang dibuat IEA (International Energy
52
Association) dan WBCSD (World Business
Council for Sustainable Development) – CSI
(Cement Sustainable Initiatives ) rata-rata energi
alternatif yang digunakan pabrik semen di dunia
pada tahun 2012 adalah sekitar 5 – 10% (World
Business Council for Sustainable Development,
2011). Penggunaan energi alternatif di PT
Holcim IndonesiaTbk. pada tahun 2009 sudah
berhasil mencapai 8,6% dan menghasilkan kirakira 0,72% ton CO2/ton semen (Holcim, 2008).
Dengan komitmen yang kuat perusahaan ini
telah memperoleh sejumlah penghargaan di
dalam negeri untuk berbagai bidang kategori
sehingga tahun 2010, Pabrik Semen Cilacap
ditetapkan oleh Kementerian Negara Lingkungan
Hidup sebagai badan usaha di Indonesia yang
menerima
penghargaan PROPER
Emas,
penghargaan tertinggi dari pemerintah untuk
bidang manajemen limbah dan lingkungan hidup
(Holcim, 2011)
Life Cycle Assessment (LCA)
Life Cycle Analysis (LCA) atau sering juga
disebut Life Cycle Assessment merupakan sebuah
metode berbasis cradle to grave (analisis
keseluruhan siklus dari proses produksi hingga
pengolahan limbah) yang digunakan untuk
mengetahui jumlah energi, biaya, dan dampak
lingkungan yang disebabkan oleh tahapan daur
hidup produk dimulai dari saat pengambilan
bahan baku sampai dengan produk itu selesai
digunakan oleh konsumen. Setiap langkah LCA
dijelaskan dalam standar internasional (ISO
14040, ISO 14041). Langkah ini senantiasa
berulang, di mana tingkat dari detail dan usaha
akan tergantung pada tujuan penelitian (World
Business Council for Sustainable Development,
2002). Langkah-langkah tersebut adalah: (1)
pendefinisian tujuan dan ruang lingkup, (2)
analisis inventori, (3) analisis/penakaran dampak,
(4) interpretasi (ISO 14040, 2006).
Ada empat pilihan utama untuk menentukan
batas-batas sistem yang digunakan berdasarkan
standard ISO 14044 didalam sebuah studi LCA:
(1) Cradle to grave: termasuk bahan dan rantai
produksi energi semua proses dari ekstraksi
bahan baku melalui tahap produksi, transportasi
dan penggunaan hingga produk akhir dalam
siklus hidupnya. (2) Cradle to gate: meliputi
semua proses dari ekstraksi bahan baku melalui
tahap produksi (proses dalam pabrik), digunakan
untuk menentukan dampak lingkungan dari suatu
produksi sebuah produk. (3) Gate to grave:
meliputi proses dari penggunaan pasca produksi
sampai pada
akhir-fase kehidupan siklus
53
Jurnal Rekayasa Proses, Vol. 6, No. 2, 2012
hidupnya, digunakan untuk menentukan dampak
lingkungan dari produk tersebut setelah
meninggalkan pabrik. (4) Gate to gate: meliputi
proses dari tahap produksi saja, digunakan untuk
menentukan dampak lingkungan dari langkah
produksi atau proses (GaBi, 2011).
energi/kelistrikan termasuk didalam bagian
batasan sistem teknis dikarenakan aktifitas dari
transportasi dan kelistrikan akan menghasilkan
dampak terhadap lingkungan secara langsung dan
tidak langsung akibat adanya kegiatan proses
produksi semen.
Didalam
penelitian
ini
menggunakan
pendekatan cradle to gate dengan alasan bahwa
kondisi skenario 1, 2, 3 dan 4 yang dapat
dibandingkan kinerja terhadap lingkungan karena
adanya perbedaan penanganan akibat dari
digunakannya bahan bakar dengan formulasi
yang berbeda adalah proses pengolahan bahan
baku hingga menjadi produk semen. Perhitungan
dalam penelitian ini menggunakan basis 1000 kg
produk semen untuk keempat skenario; (1) Bahan
bakar yang digunakan adalah 100% batubara
dengan faktor rasio clinker sebesar 0,95; (2)
Bahan bakar yang digunakan adalah campuran
90% energi berasal dari batubara dan 10%
berasal dari biomassa sekam padi dengan faktor
rasio clinker sebesar 0,75; (3) Bahan bakar yang
digunakan adalah campuran 50% energi berasal
dari batubara dan 50% berasal dari biomassa
miscanthus giganteus dengan faktor rasio clinker
sebesar 0,75; (4) Bahan bakar yang digunakan
100% biomassa miscanthus giganteus (alangalang raksasa) dengan faktor rasio clinker sebesar
0,75.
Cara Penelitian
Penelitian dilakukan pada bulan Mei –
Agustus 2012 dan mengacu kepada langkah–
langkah studi Life Cycle Assessment berdasarkan
ISO 14040 tahun 2006, yang dibagi menjadi
empat tahap yaitu: (1) tahap identifikasi awal, (2)
tahap pengumpulan data, (3) tahap pengolahan
data dan (4) tahap interpretasi hasil dan
kesimpulan. Pengolahan data pada penelitian ini
untuk evaluasi dampak lingkungan digunakan
software SimaPro versi 7.
Langkah-langkah
penelitian
dijabarkan
didalam Gambar 1 sebagai berikut: (1)
Identifikasi awal, (2) Pengumpulan dan
pengolahan data, (3) Interpretasi dan kesimpulan.
Batasan sistem teknis terdiri dari beberapa
komponen yang ditinjau didalam produksi semen
dari persiapan bahan baku sampai dengan produk
hasil berupa semen serbaguna, yaitu: (1) quarry
yang terletak di Nusakambangan dan Jeruklegi,
(2) raw meal preparation, (3) pyroprocessing, (4)
finish grinding/finish mill. Transportasi dan
Menentukan Tujuan dan Ruang Lingkup
Study Literature
Studi Lapangan
Menentukan Asumsi dan
Batasan Penelitian
Identifikasi Input (Resource)
dan Output (Emisi dan Limbah)
Tahap Identifikasi Awal
Pengambilan Data Langsung
di Lapangan dan Interview
Data Penelitian, Studi
Literature, Database Simapro
Versi 7
Tahap Pengumpulan dan Pengolahan Data
Interpretasi hasil
Kesimpulan dan Rekomendasi
Tahap Interpretasi Hasil dan Kesimpulan
Gambar 1. Alur metodologi penelitian di PT Holcim Indonesia Tbk.
Jurnal Rekayasa Proses, Vol. 6, No. 2, 2012
54
Metode penilaian dampak (LCIA Methode)
berdasarkan ISO 14044, hasil LCI (life cycle
inventory) diklasifikasikan ke dalam kategori
dampak, masing-masing dengan indikator
kategori. Analisis dampak pada penelitian ini
menggunakan metode Impact 2002+ (Jolliet
dkk., 2012).
Hasil dan Pembahasan
Analisis Inventori
Inventori dilakukan berdasarkan input dan
output material didalam sistem. Data Input terdiri
dari: kebutuhan bahan baku, energi/kelistrikan,
air, dan alat transportasi yang digunakan.
Perhitungan berdasarkan pada faktor clinker nya
yang akan diproduksi. Faktor clinker ditetapkan
berdasarkan
pertimbangan
pada
hasil
laboratorium di pabrik dan kebijakan perusahaan
ataupun mengacu pada peraturan pemerintah
yang tertuang dalam Permenprind RI No.12/MIND/PER/1/2012. Kandungan clinker dalam
semen sangat bervariasi. Semen Portland
mengandung clinker hingga 95%. Rasio clinker
rata-rata dunia adalah 78% pada tahun 2006. Dari
segi teknis rasio clinker yang lebih rendah akan
menurunkan emisi. Penurunan rasio clinker
sangat tergantung pada bahan pencampur yang
tersedia, serta peraturan lingkungan yang berlaku
di Indonesia. Bahan pencampur untuk
menggantikan clinker meliputi fly ash, bottom
ash, bahan vulkanis alami dan bahan
cementitious lainnya.
Data output berupa produk semen dan emisi
yang dilepaskan terhadap lingkungan disetiap
prosesnya. Tabel 1 menunjukkan inventori pada
1000 kg produk semen.
Bahan Baku utama dalam proses pembuatan
semen hanya ada 2 yaitu batu kapur dan tanah liat
sebab semua senyawa – senyawa utama dalam
semen berasal dari kedua bahan tersebut. Bila
digunakan bahan lainnya, maka bahan tersebut
hanya sebagai bahan pengoreksi komposisi saja.
Tabel 1. Life cycle inventory untuk 1000 kg produksi semen.
Proses Produksi 1000 kg Semen
Kebutuhan Bahan Baku:
Limestone
Clay
Silica sand
Iron sand
Gypsum
Fly ash
Additive
Kebutuhan Air Pendukung Proses
Kebutuhan Energi Listrik
Kebutuhan Bahan Bakar Cair:
Distillate fuel oil
Residual fuel oil
Kebutuhan Bahan Bakar Padat:
Batubara
Sekam padi
Miscanthus giganteus(alang-alang
raksasa)
Emisi ke udara :
Carbon dioxide
Carbon monoxide
Nitrogen dioxide
Particulates, SPM
Sulfur dioxide
Methane
NMVOC
Emisi ke perairan:
Solved solids
COD, Chemical Oxygen Demand
Suspended solids
BOD5, Biological Oxygen Demand
Organic substances, unspecified
Emisi ke permukaan tanah:
Arsenic
Cadmium
Chromium
Lead
Mercury
Skenario 1
Skenario 2
Skenario 3
Skenario 4
1280 kg
256 kg
48 kg
16 kg
50 kg
0 kg
0 kg
1,87 m3
120,63 kwh
1135,54 kg
160,16 kg
84,14 kg
20,16 kg
50 kg
97,1 kg
102,9 kg
1,65 m3
111,15 kwh
1135,54 kg
160,16 kg
84,14 kg
20,16 kg
50 kg
97,1 kg
102,9 kg
1,61 m3
110 kwh
1135,54 kg
160,16 kg
84,14 kg
20,16 kg
50 kg
97,1 kg
102,9 kg
1,58 m3
108,54
kwh
23,60E-3
m3
5,32E-4 m3
20,50E-3
m3
4,24E-4 m3
19,90E-3
m3
2,25E-4 m3
19,60E-3
m3
2,57E-5 m3
152 kg
0 kg
0 kg
120 kg
23,25 kg
0 kg
60 kg
0 kg
64,30 kg
0 kg
0 kg
128,54 kg
1229,31 kg
1,47 kg
5,15 kg
1,22 kg
1,70 kg
1,28 kg
231,71 g
979,70 kg
1,99 kg
5,16 kg
0,88 kg
0,24 kg
1,00 kg
203,67 g
849,10 kg
1,86 kg
3,45 kg
0,88 kg
0,25 kg
0,52 kg
171,30 g
755,35 kg
1,73 kg
1,32 kg
0,88 kg
0,26 kg
0,03 kg
140,85 g
100,69 g
2,81 g
2,29 g
384,35 mg
245,97 mg
87,07 g
2,41 g
1,98 g
331,72 mg
212,68 mg
83,93 g
2,21 g
1,91 g
316,77 mg
205,02 mg
81,84 g
2,05 g
1,86 g
305,70 mg
199,89 mg
0,152 mg
152 µg
0,76 mg
4,56 mg
76 µg
1,19 mg
620 µg
2,1 mg
4,66 mg
80 µg
1,13 mg
560 µg
1,8 mg
2,7 mg
50 µg
1,07 mg
500 µg
1,5 mg
0,9 mg
20 µg
55
Jurnal Rekayasa Proses, Vol. 6, No. 2, 2012
Tabel 2. Komparasi hasil nilai characterization penggunaan bahan bakar batubara dan biomassa untuk 1000 kg
produksi semen.
Impact category
Carcinogens
Non-carcinogens
Respiratory inorganics
Ionizing radiation
Ozone layer depletion
Respiratory organics
Aquatic ecotoxicity
Terrestrial ecotoxicity
Terrestrial acid/nutri
Land occupation
Aquatic acidification
Aquatic eutrophication
Global warming
Non-renewable energy
Mineral extraction
Unit
kg C2H3Cl eq
kg C2H3Cl eq
kg PM2.5 eq
Bq C-14 eq
kg CFC-11 eq
kg C2H4 eq
kg TEG water
kg TEG soil
kg SO2 eq
m2org.arable
kg SO2 eq
kg PO4 P-lim
kg CO2 eq
MJ primary
MJ surplus
Semen
Skenario 1
3,35E+00
8,86E+00
1,10E+00
0,00E+00
4,36E-06
1,62E-01
1,05E+06
9,03E+02
3,69E+01
0,00E+00
8,07E+00
1,67E-02
1,24E+03
4,79E+03
3,60E-01
Semen
Skenario 2
2,66E+00
7,13E+00
9,38E-01
0,00E+00
3,45E-06
1,32E-01
8,27E+05
5,46E+02
3,43E+01
8,96E-02
6,06E+00
1,32E-02
9,54E+02
3,90E+03
1,21E+00
Semen
Skenario 3
1,35E+00
3,77E+00
6,15E-01
0,00E+00
1,74E-06
1,09E-01
4,15E+05
3,92E+02
2,25E+01
4,96E-02
3,92E+00
6,60E-03
7,42E+02
2,49E+03
1,21E+00
Semen
Skenario 4
1,08E-02
1,38E-01
2,38E-01
0,00E+00
3,26E-08
8,71E-02
1,79E+03
1,34E+01
8,49E+00
9,91E-02
1,48E+00
5,32E-05
5,30E+02
1,09E+03
1,24E+00
Tabel 3. Komparasi damage category penggunaan bahan bakar batubara dan biomassa untuk 1000 kg produksi
semen
Damage category
Human health
Ecosystem quality
Climate change
Resources
Unit
DALY
PDF*m2 *yr
kg CO2 eq
MJ primary
Semen
Skenario 1
8,05E-04
9,80E+01
1,24E+03
4,79E+03
Penilaian Dampak/Impact Assessment
Analisis dampak pada penelitian ini
menggunakan metode Impact 2002+. Analisis
impact assessment terbagi menjadi tiga analisis
yaitu,
analisis
characterization
impact
assessment, damage impact assessment dan
analisis single score impact assessment.
a. Characterization impact assessment
Characterization merupakan penilaian
besarnya substansi yang berkontribusi pada
kategori impact didalam produksi semen
berdasarkan
faktor
karakterisasinya
sebagaimana ditunjukkan pada Tabel 2.
b. Damage impact assessment
Analisis damage impact assessment
digunakan untuk mengevaluasi dampak
kerusakan yang dihasilkan berdasarkan
dampak karakterisasinya. Analisis ini
berguna sebagai bahan pertimbangan dalam
pengambilan keputusan untuk memperbaiki
performa lingkungan. Tabel 3 menunjukkan
kategori kerusakan oleh kegiatan produksi
semen pada berbagai skenario.
Berdasarkan Tabel 3 terdapat beberapa
satuan unit untuk menentukan besaran yang
diakibatkan oleh kerusakan dampak yaitu
DALY, PDF*m2*yr, MJ primary dan kg
CO2eq.
DALY adalah ukuran yang diterima
seseorang dari keseluruhan beban penyakit,
dinyatakan sebagai jumlah tahun yang hilang
Semen
Skenario 2
6,84E-04
8,16E+01
9,54E+02
3,90E+03
Semen
Skenario 3
4,45E-04
4,74E+01
7,42E+02
2,49E+03
Semen
Skenario 4
1,67E-04
9,13E+00
5,30E+02
1,09E+03
akibat gangguan kesehatan cacat, atau
kematian dini. Satu DALY adalah sama
dengan satu tahun dari hidup sehat yang
hilang. Ada 6 kategori karakterisasi dampak
berdasarkan faktor kerusakannya yang
dikelompokkan dalam kategori human health,
yaitu carcinogenic, non carcinogenic,
respiratory inorganic, ionizing radiation,
ozone layer depletion, respiratory organic.
PDF*m2*yr
adalah
bagian
dari
spesies/ekosistem yang berpotensi hilang per
m2 per tahun, merupakan suatu unit yang
digunakan untuk mengukur dampak terhadap
suatu ekosistem. Satu PDF*m2*yr adalah
sama dengan kerusakan spesies atau
ekosistem seluas 1 m2 di permukaan bumi
dalam 1 tahun. Kategori karakterisasi dampak
yang
dikelompokkan
dalam
kategori
ecosystem quality adalah: aquatic ecotoxicity,
terrestrial ecotoxicity, terrestrial acid/nutri,
dan land occupation.
Kg CO2eq digunakan sebagai satuan unit
dari kategori karakterisasi dampak global
warming, dan efek yang ditimbulkan adalah
perubahan iklim secara global.
MJ primary adalah jumlah energi dasar
yang dibutuhkan untuk mengekstraksi suatu
sumber daya alam. Kategori karakterisasi
dampak yang memiliki satuan unit MJ
primary adalah non renewable energy dan
mineral extraction. Keduanya berhubungan
Jurnal Rekayasa Proses, Vol. 6, No. 2, 2012
56
erat dengan sumber daya alam yang
diekploitasi dan energi yang dikeluarkannya.
c. Single score impact assessment
Metode
yang
diterapkan
didalam
penentuan single score adalah dengan skala
kontribusi urutan nilai tertinggi yang
berpengaruh pada keempat skenario produksi
semen terhadap faktor kerusakan berdasarkan
Impact 2002+. Hasil yang diperoleh disajikan
didalam Gambar 2.
Dari hasil single score kontribusi dampak
terhadap lingkungan pada produksi semen
dengan skenario 1, 2, 3, dan 4 didapatkan nilai
kontribusi total berturut-turut: 2,78 x10-1 Pt,
2,24 x10-1Pt, 1,57 x10-1Pt, and 8,50 x10-2 Pt.
Kontribusi terbesar berpengaruh terhadap efek
global warming, respiratory inorganic, dan
non renewable energy/resources.
Interpretasi
Interpretasi adalah langkah terakhir dalam
tahapan LCA sebelum membuat keputusan dan
rencana
tindakan.
Didalam
melakukan
interpretasi untuk menentukan isu-isu penting
lingkungan, metode analisis yang dapat
dilakukan adalah dengan metode pendekatan
analisis kontribusi yang bertujuan untuk
mengidentifikasi data yang memiliki kontribusi
terbesar terhadap hasil indikator dampak.
Disamping itu pula dipakai metode analisis
perbaikan hasil.
a. Analisis Kontribusi
Analisis kontribusi digunakan dengan tujuan
untuk mengetahui proses atau tahap didalam
jejaring proses produksi semen yang memiliki
kontribusi
paling
dominan,
sehingga
pengambilan keputusan dan perbaikan terhadap
sistem menjadi tepat dan efektif sesuai dengan
tujuan penelitian. Tabel 4 menunjukkan
kontribusi dampak terhadap lingkungan pada
tahapan proses/ kegiatan produksi semen dengan
berbagai skenario.
Tabel 4.
Komparasi Kontribusi Dampak Lingkungan
Penggunaan Batubara dan Biomassa untuk
1000 kg Produksi Semen
Proses
Pyroprocessing
Panas Batu Bara
Distillate Fuel Oil
(DFO)
PLN
Truck Pengangkut
Tongkang
Dump Truck
Diesel locomotive
PT.KAI
Semen
Semen
Semen
Semen
Skenario Skenario Skenario Skenario
1
2
3
4
Pt (point)
1,69E-01 1,35E-01 1,04E-01 6,74E-02
8,86E-02 6,99E-02 3,50E-02
8,18E-03 7,10E-03 6,90E-03 6,80E-03
7,01E-03
1,43E-03
1,55E-03
6,96E-04
6,51E-03
2,52E-03
1,24E-03
5,45E-04
6,39E-03
2,52E-03
6,58E-04
5,76E-04
6,32E-03
2,52E-03
7,51E-05
4,42E-04
3,34E-04 4,15E-04 4,15E-04 4,15E-04
b. Analisis Perbaikan
Dari hasil analisis penakaran dampak dan
kontribusi diketahui bahwa permasalahan utama
yang menjadi perhatian untuk direkomendasikan
perbaikan lingkungan adalah penggunaan
batubara pada pyroprocessing dan distillate fuel
oil sebagai bahan bakar alat-alat transportasi.
260
240
220
200
180
160
140
120
100
80
60
40
20
0
Semen Skenario 1
Global warming
Carcinogens
Ionizing radiation
Semen Skenario 2
Respiratory inorganics
Terrestrial ecotoxicity
Aquatic eutrophication
Non-renewable energy
Respiratory organics
Aquatic acidification
Semen Skenario 3
Aquatic ecotoxicity
Mineral extraction
Semen Skenario 4
Non-carcinogens
Ozone layer depletion
Terrestrial acid/nutri
Land occupation
Comparing 1E3 kg 'Semen Skenario 1', 1E3 kg 'Semen Skenario 2', 1E3 kg 'Semen Skenario 3' and 1E3 kg 'Semen Skenario 4'; Method: IMPACT 2002+ V2.05 / IMPACT 2002+ / single score
Gambar 2. Single score penggunaan bahan bakar pada berbagai skenario untuk 1000 kg produksi semen
57
Jurnal Rekayasa Proses, Vol. 6, No. 2, 2012
Penentuan
prioritas
alternatif
perbaikan
lingkungan didasarkan pada beberapa kriteria.
Kriteria tersebut adalah: sarana dan prasarana,
kebijakan internal pabrik/perusahaan, kebijakan
Pemda setempat dan kesadaran masyarakat.
Prioritas pertama adalah transportasi yang
digunakan saat ini untuk mengangkut pasir silika
menggunakan truck dan kereta api. Pasir silika
didapatkan dari Cibadak Sukabumi dan Jatirogo
Rembang. Analisis perbaikan yang dilakukan
dengan mengganti angkutan truck dengan kereta
api sebagai alat angkut pasir silika. Dengan
digantinya angkutan truck pengangkut pasir silika
dengan kereta api dapat menghemat penggunaan
bahan bakar minyak sehingga akan mereduksi
kontribusi dampak terutama pada jalur
transportasi.
Prioritas kedua adalah dengan tanaman
miscanthus giganteus (alang-alang raksasa)
sebagai bahan substitusi batubara. Beberapa
keunggulan dari tanaman ini adalah, dalam 1
hektar menurut Profesor Stephen P. Long dari
University of Illinois tahun 2004 mampu
menghasilkan biomassa 20 ton dan tahan
terhadap cuaca sehingga diperkirakan akan
mampu menyerap CO2 sebesar 569 ton/ha/tahun
(Dahlan, 1992). Tabel 5 berikut memperlihatkan
capaian nilai dampak sebelum dan sesudah
perubahan strategi dengan memberikan nilai
single score yang lebih baik.
Tabel 5. Rekapitulasi
Strategi
Kriteria
Perbaikan
Hasil
Perbaikan
Strategi
Penurunan emisi
melalui penghematan bahan bakar
DFO
Truck sebagai alat
transportasi pasir silika
diganti menggunakan
kereta api
Biomassa yang dipilih
menggunakan miscanthus
Substitusi batubara giganteus (alang-alang
dengan biomassa
raksasa) dengan pembanding sekam padi pada
skenario 3
Mereduksi gas CO 2
yang berada di
Penghijauan
lingkungan
Pemilihan
Reduksi Nilai
terhadap
Lingkungan
3,23E-3 Pt
1,00E-4 Pt
569 ton/
ha/tahun
Kesimpulan
Berdasarkan hasil analisis kontribusi dampak
terhadap lingkungan dengan menggunakan bahan
bakar sesuai dengan skenario 1, 2, 3, dan 4 untuk
menghasilkan 1000 kg semen didapatkan nilai
kontribusi total berturut-turut 2,78 x10-1 Pt, 2,24
x10-1 Pt, 1,57 x10-1 Pt, dan 8,50 x10-2 Pt. Dari
hasil analisis kontribusi tersebut penggunaan
biomassa lebih ramah terhadap lingkungan.
Pada keempat skenario pemakaian bahan
bakar dampak yang paling berpengaruh adalah
global warming, respiratory inorganic dan
resources. Secara umum kontribusi dampak
terhadap lingkungan tertinggi berasal dari tahap
pyroprocessing, kemudian disusul dari alat
transportasi yang digunakan.
Berdasarkan analisis perbaikan, truck sebagai
alat transportasi pengangkut silika diganti dengan
menggunakan kereta api, sehingga terjadi
pengurangan kontribusi nilai sebesar 6,00 x10-4
Pt terhadap impact category global warming,
2,00 x10-3 Pt terhadap impact category
respiratory inorganic dan 6,00 x10-4 Pt terhadap
impact category non renewable energy.
Komparasi penggunaan bahan bakar pada
skenario 3 antara sekam padi dengan miscantus
giganteus terhadap kontribusinya ke lingkungan,
didapatkan bahwa sekam padi memberikan nilai
sebesar 1,59 x10-2 Pt dan miscanthus giganteus
(alang-alang raksasa) sebesar 1,58 x10-2 Pt,
sehingga dengan hasil tersebut penggunaan
miscantus giganteus (alang-alang raksasa)
sebagai bahan bakar substitusi batubara lebih
ramah terhadap lingkungan.
Rekomendasi
Untuk meningkatkan kualitas lingkungan,
hasil dari penelitian berdasarkan analisis
perbaikan maka direkomendasikan: (1) Alat
transportasi pengangkut pasir silika diganti
dengan kereta api untuk mereduksi pencemaran
terhadap lingkungan. (2) Secara bertahap
dilakukan substitusi batubara dengan biomassa.
Penggunaan bahan bakar 50% batubara dan 50%
biomassa adalah yang paling memungkinkan. (3)
Pengembangan biomassa miscanthus giganteus
sebagai bahan susbstitusi batubara perlu
dilakukan kerena miscanthus memiliki potensi
sebagai tanaman khusus bahan bakar non
tanaman pangan, sehingga harga akan cenderung
stabil. (4) Melakukan penghijauan dan revegetasi
di daerah pantai, sebagai investasi biomassa dan
mengurangi pencemaran lingkungan.
Jurnal Rekayasa Proses, Vol. 6, No. 2, 2012
Daftar Pustaka
Cahyono, T. D., Coto, Z., Febriyanto, F., 2008. Aspek
Thermofisis Pemanfaatan Kayu Sebagai Bahan
Bakar Substitusi di Pabrik Semen, Jurnal Ilmu dan
Teknologi Hasil Hutan, Institut Pertanian Bogor.
Curran, M. A., (ed) 1996. Environmental Life Cycle
Assessment, ISBN 0-07-015063-X, McGraw-Hill,
USA.
Dahlan, E. N., 1992. Hutan Kota untuk Peningkatan
Kualitas Lingkungan, APHI, Jakarta.
Departemen Energi dan Sumber Daya Mineral, 2004.
Kebijakan
Energi
Nasional
2003–2020,
Departemen Energi dan Sumber Daya Mineral,
Jakarta.
GaBi, 2011. Handbook for Life Cycle Assessment
(LCA) Using the GaBi Software, PE International,
Leinfelden-Echterdingen Germany.
Holcim Indonesia Tbk. PT., 2007. Confidence
2007Annual Report, Jakarta.
Holcim Indonesia Tbk., PT., 2008. Holcim Group
AFR Policy, Jakarta.
Holcim Indonesia Tbk., PT., 2011. Pembangunan
Berkelanjutan Laporan 2011, Jakarta.
International
Standards
Organization,
2006.
Environmental Management - Life Cycle
Assessment - Principles and Framework ISO
14040, ISO Press.
58
Jolliet, O., Sébastien, H., Schryver, A. D., Manuele,
M., 2012. Impact 2002 + : User Guide Swiss
Federal Institute of Technology Lausanne (EPFL),
Switzerland.
Kementerian Perindustrian, Peraturan Menteri
Perindustrian RI No. 12/M-IND/PER/1/2012: Peta
Panduan (Road Map) Pengurangan Emisi CO2
Industri Semen di Indonesia, Kementrian
Perindustrian, Jakarta.
Vito, A., Dangelico, M. R., Natallicio, A., Yazan M.
D., 2011. Alternative Energy Source in
Manufacturing Cement, Department of Mechanical
and Management Engineering, Politecnico di Bari,
Italy.
World Business Council for Sustainable Development,
2002. What LCA Can Tell Us about the Cement
Industry., Konrad Saur, Five Winds International,
Germany.
World Business Council for Sustainable Development,
2009. Cement Technology Road Map 2009 Carbon
Emission Reductions up to 2050 Geneva,
Switzerland.
World Business Council for Sustainable Development,
2011. CO2 and Energy Accounting and Reporting
Standard for the Cement Industry, Geneva,
Switzerland.
www.miscanthus.uiuc.edu